数字天顶望远镜中的星图识别与匹配方法

论文摘要

数字式天顶望远镜是一种新型的光学天体测量仪器,其主要用途是测定地球自转参数(Earth Rotation Parameter,ERP,包括UT1与极移),或是测定台站的天文经纬度。数字式天顶望远镜采用对测站所在地天顶方向恒星拍照的观测方式,得到观测图像。再根据观测图像中的恒星,确定天顶在天球参考架中的坐标。在这整个过程中,天顶望远镜的原始观测数据是成对出现的图像,后续一系列数据处理的基础就是对底片中星象的准确匹配与识别,识别的精度在很大程度上决定了世界时解算的最终精度。论文的主要研究工作和成果如下:1.简要介绍了天顶筒测量世界时的基本原理,深入地讨论和研究了天顶筒世界时观测系统的星图识别与匹配流程,主要可分为:图像预处理、星象中心提取、参考星的位置计算和星象匹配方法等相关内容;2.为了实现星图识别与匹配的全过程,满足天顶望远镜测量世界时的需求,对涉及的各种算法分别进行了分析比较,寻求计算量适中,便于实现和实时处理的算法;3.在梳理完善天顶望远镜星图识别与匹配方法的基础上,以实测数据为例,独立完成了图像的星图识别软件的编写和调试工作,实现了全部功能,得出了最终的匹配结果及底片模型;4.通过实际观测图像的归算,对软件进行了可靠性论证和定量精度评估,证实了本文工作达到了预期的研究目标,为国家授时中心的天顶筒世界时测量系统的运行提供了重要的保障。论文旨在研究数字天顶望远镜中的星图识别与匹配过程的理论流程、程序实现与评估。力求在没有现成软件的基础上,进行自主的软件编写并实现星图识别与匹配的功能。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景与意义
•   1.2 研究发展与现状
•     1.2.1 世界时观测设备的发展现状与趋势
•     1.2.2 星图识别的发展现状与趋势
•   1.3 论文安排
• 第2章 天顶筒测量世界时基本原理
•   2.1 基本概念介绍
•     2.1.1 天球与坐标系
•     2.1.2 时间系统
•     2.1.3 恒星位置计算
•     2.1.4 数字图像
•   2.2 数字天顶筒与世界时
•     2.2.1 数字天顶筒工作原理
•     2.2.2 天顶筒测世界时
•     2.2.3 天顶筒观测网络
•   2.3 星图识别
•   2.4 小结
• 第3章 星图识别方法
•   3.1 引言
•   3.2 图像处理
•     3.2.1 图像读取
•     3.2.2 图像去噪
•     3.2.3 星象提取
•     3.2.4 质心位置计算
•   3.3 参考星位置计算
•     3.3.1 恒星星表、行星/月球历表简介
•     3.3.2 星表特征数据库选取
•     3.3.3 恒星站心坐标系位置计算
•     3.3.4 投影理想坐标
•   3.4 匹配识别
•     3.4.1 概述
•     3.4.2 参考星选取
•     3.4.3 星象匹配
•     3.4.4 计算初始转换底片模型
•   3.5 小结
• 第4章 结果分析与评估
•   4.1 引言
•   4.2 星象匹配结果验证
•   4.3 星象匹配结果分析
•     4.3.1 星象匹配率统计
•     4.3.2 天顶点位置计算
•     4.3.3 星图识别精度分析
•   4.4 小结
• 第5章 总结与展望
•   5.1 总结
•   5.2 未来工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李琳

导师: 高玉平

关键词: 数字天顶筒,世界时,星图识别

来源: 中国科学院大学(中国科学院国家授时中心)

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 天文学

单位: 中国科学院大学(中国科学院国家授时中心)

分类号: P111.2

总页数: 79

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